NO321759B1

NO321759B1 - Effektiv kraftforsyning for hurtigvarierende effektbehov

Info

Publication number: NO321759B1
Application number: NO20034776A
Authority: NO
Inventors: Asle Engelsen Festo; Kjetil Onarheim; Karl Martin Gjertsen
Original assignee: Nera Asa
Priority date: 2003-10-24
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2006-07-03
Also published as: NO20034776D0; US7739522B2; US20070052477A1; NO20034776L; WO2005041404A1; EP1680863A1

Description

1. OPPFINNELSENS OMRÅDE

Foreliggende oppfinnelse angår området høyeffektive elektroniske kraftforsyninger for levering av kraft til en last som har et høyfrekvensvarierende effektbehov. Særlig angår foreliggende oppfinnelse en høyeffektiv kraftforsyning for en UHF- eller mikrobølgeradiofrekvensforsterker som skal arbeide med et signal som har et høyfrekvensvarierende effektnivå.

2. OPPFINNELSENS GRUNNLAG

I moderne radiokommunikasjonsutstyr er det svært viktig å holde effektforbruket på et minstenivå. Avhengig av det enkelte tilfelle, angår dette kostnader, varmeomsetning/temperatur og batterilevetid. Sendereffektforsterkeren står for en betydelig del av det samlede effektforbruket, så enhver forbedring av dennes virkningsgrad er av interesse.

Avansert radioutstyr formidler vanligvis bølgeformer som spenner over et betydelig dynamisk område. I dette utstyret må det utsendte signalet også overholde strenge frekvensmasker, som resulterer i behovet for svært lineære forsterkere. Vanligvis har dette blitt oppnådd ved å gjøre bruk av klasse-A-forsterkere som er i stand til å utsende det høyeste signalnivå uten betydelig forvrengning, som uunngåelig fører til meget lav effektivitet hva angår tilført effekt, ettersom forsterkerforsyningen kontinuerlig skal gi mulighet for den maksimale signalamplituden.

Man har oppnådd noe effektivitetsforbedring ved å endre kraftforsyningstilstanden ifølge signalnivåets endringer.

3. AKTUELLE PROBLEMOMRÅDER

Det er vanlig kjent å beskrive effektforsterkerdelen av en sender på grunnleggende vis slik det er illustrert i den vedfølgende figur 1. Den viste Pwrsuppiy er et fiksert arrangement, som leverer tilstrekkelig effekt til å håndtere alle signalnivåer som er av interesse, muligens justert hvi Ga(jj endres for å innstilles til et annet utgangseffektnivå. Som vist foreligger et minimum av signalprosesseringsenheter etter høyeffektforsterkeren HP A. Dette kostelige signaleffektnivået mates til antennen med et minimum av tap. Effektnivådeteksjon og utgangsbåndpassfiltrering er vanligvis nødvendig. HP A selv kan være implementert ved hjelp av en integrert forsterker, enkelte transistorer (bipolare eller FET) eller et transistornettverk. Til beskrivelsens formål, antas det at forsterkningen hos denne HP A er tilstrekkelig høy til at de forutgående deler kan betraktes som laveffektskretser.

Den løsning som er omtalt over er åpen for forbedringer anført av tanken om å justere HPA-forspenningsforsyningen etter behov ved hjelp av den øyeblikkelige signalamplituden. Denne løsningen synes å være oppnåelig hvis man har et modulert smalbåndsignal. De klare fordeler av en slik løsning fremkommer av den realitet at de fleste radioer vil ha en modulasjonstakt som er hurtig sammenlignet med de termiske tidsaspekter og kraftforsyningsglatting. Slike forbedringer antyder derfor færre problemer med varmeavledning og mindre kraftforsyninger.

Et første trinn mot en forbedring kan oppnås ved hjelp av den forannevnte oppfinnelse som er beskrevet av Abbiati m.fl. i W095/34128, under tittelen "Linear Microwave Power Amplifier with Supply Power Injection controlled by the Modulation Envelope". Den grunnleggende tanke er vist i figur 2. Der ser man signalveien fra Rfin til RFout, hvor HPA er angitt ved RF-AMP-DISP.

Det konsept som er beskrevet av Abbiati m.fl. fokuserer på å styre Drain-spenningen i et FET-trinn. Etter drain-spenningsvariasjoner har en liten innvirkning på FET-forsterkerens ytelse ved drift i klasse A, ser løsningen ut til å gi en akseptabel RF-funksjonalitet og en frihetsgrad hva angår effektsparing, som fremkommer ved hjelp av PIC-COMM-enheten der to spenningskilder samarbeider om å levere den nødvendige strøm til forsterkeren. ALIM-A leverer en spenning som er lavere enn den til ALIM-B, og leverer hovedmengden av strøm. ALIM-B anvendes til å styre drain-spenningen gjennom TR2 og til å mate tilleggseffekt ved spissnivåer. Ettersom gate-forspenningen til denne FET ikke er gjenstand for endring, er strømmen i denne FET tilnærmet konstant. Dette er en forutsetning for at denne løsningen skal fungere og er også en begrensning på mulige fordeler, da det ville være fordelaktig å samtidig redusere både strøm og spenning ved lave signalnivåer.

Her foreslås en ny løsning som bringer den ytterligere effektvirkningsgraden til et

høyere nivå ved å tilby dynamisk styring av tilførselsspenningen så vel som strømmen i HPA. Dette muliggjør også bruken av en forspenningsløsning for andre forsterkere enn de som er basert på FET. De frihetsgrader som herved muliggjøres kan klart innvirke på den omtalte HPA sine forsterkeregenskaper, og setter oss i stand til å utnytte oppfinnelsen både for effektbesparelser og for driftsstyring.

Patentpublikasjon US 5 589 794 beskriver en utgangsdirverkrets for en integrert krets, hvor utgangsdriveren driver en utgangsterminal med et høyt logisk nivå som har en spenning som er begrenset fra den integrerte kretsens kraftforsyningsspenning. Den begrensede spenningen leveres ved å påtrykke en begrenset utgangshøyspenning til en utgangsbuffer, slik at drivsignalet som blir påtrykket "gate" hos "pull"-transistoren i utgangsdriveren begrenses av den begrensede utgangshøyspenningen som blir påtrykket utgangsbufferen. En spenningsreferanse- og regulatorkrets for å fremstille den begrensede utgangshøyspenningen beskrives også, og er basert på et strømspeil. Summen av strømmen i strømspeilet kontrolleres av en forspenningsstrømkilde, som kan være dynamisk styrt innenfor arbeidssyklusen eller programmert ved hjelp av sikringer. En offset-kompenseirngsstrømkilde tilføyer strøm i referansebenet til strømspeilet for å eliminere utviklingen av en offsetspenning i strømspeilet, og den begrensede utgangshøyspenningen forskyves av terskelspenningen til "pull-up"-drivtransistoren ved hjelp av en terskelforskyvningskrets.

3.1 I det følgende drøftes lineærforsterkning av et smalbåndsignal

For en bedre forståelse av foreliggende oppfinnelses hensikt og fordeler, gis i det følgende en kort innføring i den rolle som spilles av HPA.

Det er vanlig å gjøre bruk av både fase- og amplitudemodulasjon for å fremstille et utsendt signal i moderne radiokornmunikasjonsutstyr. Dette stiller krav til svært lineære forsterkerløsninger, som fungerer over et stort dynamisk område. Det modulerte signalet kan matematisk beskrives som s(t) = Re[a(t) . Her er co det modulerte signalets senterfrekvens, mens a (t) og <p (t) representerer modulasjon. Frekvensinnholdet til a(t) og cp(t) utgjør modulasjonsbåndbredden, som dekker noen dekader fra maksimalverdien (fm0d) mot DC. Senterfrekvensen er vanligvis et par dekader høyere enn fmo(j. Amplitudemodulasjonens a(t) form er fullstendig bestemt av modulasjonstypen, som setter oss i stand til å innføre nyttige karakteristikker for den følgende beskrivelse:

aPeak er den største verdien som forekommer for a(t).

aave er den gjennomsnittlige amplitude i det modulerte signalet.

Forholdet apeak/aave kalles spiss-til-gjennomsnitts-forholdet, og er uavhengig av signalets faktiske effektnivå.

Ettersom forsterkerne må gi lineær forsterkning for et signal som spenner over et betydelig dynamisk område, gitt av a(t), resulterer drift i klasse A med fast forspenning i meget liten samlet effektivitet for tilført effekt. Mulige forbedringer kan innføres ved å tillate justering av kraftforsyningene til det øyeblikkelige signalnivået a(t).

3.2 I det følgende drøftes forspenning av halvledere for lineærforsterkning

En granskning av standardbildet for I-V-kurvene for en transistor med en lastlinje og arbeidspunkt viser et potensial for redusert forspenningseffekforbruk slik det er illustrert i figur 3. Kurvetegningen viser den vanlige kurvefamilien for innretningsstrømmen som en fusjon av tilført spenning for forskjellige styringssignaler (gate-spenning eller base-strøm), som er gjeldende for FET så vel som bipolare innretninger. Anbringelsen av en gitt last på innretningens utgang definerer lastlinjens heldning, mens det faktiske forspenningspunktet bestemmer dens posisjon. En gitt beliggenhet er karakterisert ved tomgangsspenningen, V, og strømmen I, også kalt forspenningens spenning og strøm.

Hvis forsterkeren mottar et signal med fast amplitude, må forspenningspunktet bli

innstilt slik at den nødvendige bevegelse langs last linjen foregår innenfor et akseptabelt område i I-V-planet for forsterkeren. Definering av "det akseptable området" er utenfor denne tekstens omfang. I den foreliggende sak vil det imidlertid være tjenlig å nevne at det aktive lastlinjesegmentet må plasseres et sted innenfor dette området. Som illustrert i figur 3, tvinges ved at maksimumssignalnivå forspenningspunktet til en bestemt beliggenhet. Forsterkeren kan betjene allé mulige signalnivåer som arbeider ved dette forspenningspunktet. Prisen for dette er høyere effektforbruk i forsterkeren. Når signalstyrken reduseres, kan forspenningspunktet bli innstilt etter behov der lastlinjesegmentet faller innenfor "det akseptable området". Det første forbedringstrinnet nevnt over beskriver en løsning for å redusere forspenningsspenningen V til å bli en funksjon V (a(t)). Effektforbruket V I vil tydelig bli redusert. Foreliggende oppfinnelse foreslår tilveiebringelse av en effektiv måte på hvilken effektforbruk minimaliseres ved å la forspenningsstrømmen I også bli en funksjon av signalamplituden, I(a(t)). Beskrivelsen gjøres således for klasse A. Redusert effektforbruk for forsterkning av signaler med amplitudevariasjon kan oppnås f.eks. også for klassene A-B, B og C, som alle er i stand til å utføre vellykket drift ved forskjellige forspenningsbetingelser ved å variere signalamplituden.

Uansett tilfelle har en forsterker som arbeider med et signal med amplitudemodulasjon a(t) potensialet til å redusere sitt effektforbruk ved å sette forspenningsforsyningen i stand til å justere spenning og strøm med signalamplituden. Formene til de funksjoner som anvendes betraktes ikke her, men det antas at de vil være ulineære og kan variere betydelig avhengig av anvendelsen, forsterkerinnretningen og ytelsesavveiningene.

Det faktiske signalets amplitude a(t) antas å være kjent. I en digital modulator kan amplituden lett beregnes og fremskaffes. Av forskjellige årsaker kan det være nødvendig å anvende en hurtig detektor og tidsinnretting som vist i figur 2.

Hvis modulasjonsbåndbredden er smal, kan man anvende en justerbar DC-DC-omformer med høy virkningsgrad for å levere den riktige forspenningsspenningen, som leverer den hensiktsmessige strømmen. Strømmen vil være innstilt enten ved å endre forspenningen på inngangsterminalen (gate eller base) for kretsen i klassene A eller A-B, eller kan ganske enkelt være en virkning av signalnivået for kretsen i klassene B eller

C.

For høyere båndbredder er det behov for andre tilnærminger. Ettersom vi her har kommet over egnede løsninger for å mate effekt til disse forsterkertyper, presenteres den foreliggende oppfinnelse. Foreliggende oppfinnelse muliggjør energieffektiv tilførsel til laster som krever hurtigvarierende spenning av strøm.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en elektronisk kraftforsyningskrets for en ultrahøyfrekvensradioforsterker eller mikrobølgefrekvensradioforsterker for forsterkning av et radiofrekvenssignal med en høyfrekvent effektvariasjon, kjennetegnet ved de trekk som fremgår av det vedfølgende selvstendige patentkrav 1. Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsens elektroniske kraftforsyningskrets for en ultrahøyfrekvensradioforsterker eller mikrobølgefrekvensradioforsterker for forsterkning av et radiofrekvenssignal med en høyfrekvent effektvariasjon fremgår av de vedfølgende uselvstendige patentkravene 2 til og med 10.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for effekttilførsel til en ultrahøyradiofrekvensforsterker eller en mikrobølgeradiofrekvenseffektforsterker for forsterkning av et radiofrekvenssignal med en høyfrekvent effektvariasjon, kjennetegnet ved de trekk som fremgår av det vedfølgende selvstendige patentkrav 11.

Ytterligere fordelaktige trekk ved foreliggende oppfinnelses fremgangsmåte for effekttilførsel til en ultrahøyradiofrekvenseffektforsterker eller en mikrobølgeradiofrekvenseffektforsterker for forsterkning av et radiofrekvenssignal med en høyfrekvent effektvariasjon er kjennetegnet ved de trekk som fremgår av de vedfølgende uselvstendige patentkravene 12 til og med 20.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for å anordne en kraftforsyning for å levere kraft til en ultrahøyradiofrekvenseffektforsterker eller mikrobølgeradiofrekvenseffektforsterker for forsterkning av et radiofrekvenssignal med en høyfrekvent effektvariasjon, kjennetegnet ved de trekk som fremgår av det vedfølgende selvstendige patentkrav 21.

Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsens fremgangsmåte for å anordne en kraftforsyning for å levere kraft til en ultrahøyradiofrekvenseffektforsterker eller mikrobølgeradiofrekvenseffektforsterker for forsterkning av et radiofrekvenssignal med en høyfrekvent effektvariasjon fremgår av de vedfølgende uselvstendige patentkravene 22 til og med 30.

4. I DET FØLGENDE GIS EN KORT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en kraftforsyning i samsvar med det vedfølgende selvstendige patentkrav 1, en fremgangsmåte for å levere kraft i samsvar med det vedfølgende selvstendige patentkrav 11 og en fremgangsmåte for tilveiebringelse av en kraftforsyning i samsvar med det vedfølgende selvstendige patentkrav 21.

Andre fordelaktige trekk ved foreliggende oppfinnelse er gjengitt i de vedfølgende uselvstendige patentkravene, henholdsvis kravene 2 til og med 10,12 til og med 20, og 22 til og med 30.

Fortrinnsvis innbefatter foreliggende oppfinnelse en konstantspenningskilde som innstilles til å levere en spenning som svarer til den maksimumsspenning som er nødvendig for at forsterkeren skal arbeide i samsvar med sine spesifikasjoner i en aktuell anvendelse. Således kan den samlede energieffektivitet være på et optimalpunkt.

For å styre forsterkerens forbruk, fortrinnsvis for å redusere tilleggseffekttap i forsterkeren, f.eks. som følge av overdreven tomgangsstrøm, er det særlig fordelaktig å benytte en forsterker med styrbart strømforbruk, som blir kontrollert i samsvar med effektnivået til et signal som skal forsterkes, i sammenheng med en kraftforsyning eller fremgangsmåte i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Fortrinnsvis er den styrbare spenningsforsyningsdelen av foreliggende oppfinnelse styrbar ved en takt i området rundt lMHz til rundt 100 MHz, som svarer til en høyfrekvenstakteffektvariasjon i RF-sighalet som skal forsterkes av forsterkeren til hvilken effekt leveres av foreliggende oppfinnelses kraftforsyning.

Fortrinnsvis er den styrbare strømforsyningsdelen av foreliggende oppfinnelse styrbar ved en takt i et område under 1MHz, som er vesentlig mindre enn høyfrekvenseffektvariasjonstakten til RF-signalet som skal forsterkes av forsterkeren til hvilken effekt leveres av foreliggende oppfinnelses kraftforsyning.

Den grunnleggende utfordring er: Hvordan kan man effektivt forsyne en innretning som krever strøm I(t) ved en spenning V(t) når endringstakten er høyere enn den som tilgjengelige kraftforsyninger kan håndtere i det enkelte tilfelle?

Båndbreddebegrensningene kan være forskjellige ved forskjellige effektnivåer, men det spørsmål som har blitt stilt forblir det samme.

Mulige variasjoner i signalnivå skilles i to kategorier: hurtige og langsomme variasjoner. Vi antar at langsomme variasjoner er tilstrekkelig langsomme til at de kan håndteres ved hjelp av programmering av kraftforsyningene, mens foreliggende oppfinnelse ivaretar de hurtige variasjonene.

Hurtige variasjoner er kjennetegnet av en tidskonstant t som definerer et tilstrekkelig midlingstidsrom for de størrelser som er av interesse, angitt ved det følgende:

Forsterkerens gjennomsnittlige effektbehov er tydeligvis Pave.

I tillegg benevnes som Vpeak den høyeste verdi som forekommer for V(t).

Ettersom man henter effekten fra verdifaste kraftkilder, søker man etter forsyningsarrangementer som minimaliserer effekttapet fra kilder til forsterker. En løsning fremstår som lovende med hensyn til betydelig bedre ytelse enn den løsning som er angitt i figur 2, og som fører til den grunnkonstruksjon som er illustrert i figur 4. Med andre ord, vi har funnet opp en hurtig og effektiv kraftforsyning ved bruken av en strømkilde assistert med en basisbåndsforsterker (BB A) som kan levere eller trekke strøm etter behov innenfor et utgangsområde som er begrenset av Vpeak. I denne konstruksjonen kreves det ikke at kraftkildene foretar hurtige endringer. Tvert imot, for effektiv drift antas det at de er faste kilder sett i midlingstidsskalaen x. Den faktiske spenning som blir levert fra kilden innstilles ved hjelp av CTLy i kraftforsyningen. I avhengighet av anvendelsen, kan den strøm som blir trukket bli innstilt ved hjelp av en styring CTLi hos signalforsterkeren, eller ganske enkelt være et resultat av signalnivået. I begge disse tilfeller vil forsyningskretsen se en tidsvarierende last. Løsningen angår behovet for en forsterkerforsyning, men selve forsterkeren utgjør ikke en del av løsningen. I figur 4 beskrives oppfinnelsen innenfor det stiplede rektangelet, som i utgangspunktet er en hurtig spenningsforsyning som er i stand til å levere hurtigvarierende strøm i et angitt område.

For effektiv drift antas det at de gjennomsnitt som er angitt i ligning 1 er gyldige.

Strømkilden vil fortløpende levere strømmen Io, som representerer et effektbidrag

Spenningskilden vil fortløpende levere spenningen Vpeak, som representerer et effektbidrag

Integralet i denne ligningen er tydeligvis den gjennomsnittsstrøm som flyter fra Vpeak. Den benevnes her Ipeak(Io)- Hvis denne strømmen måles, kan det samlede effektforbruket Pcons beregnes:

For å finne et kriterium for minimum-Pcons(Io), undersøkes om den deriverte er en oppadrettet monoton funksjon med nuU-gjennomgang, som hovedsakelig kan oversettes til et spørsmål om adferden til Ipeak(Io).

For å estimere integralet i ligning 3, introduseres strømforbrukets kumulative frekvens:

Hvis Io øker, vil "hvis"-uttrykket endre seg fra sann til usann på enkelte tidspunkter, som formidler at f(Io) har en negativ derivert, som begynner ved 1 og slutter ved 0.

Funksjonen Ipeak(Io) kan nå bli utviklet til å vise sin deriverte:

Vurderingen av den deriverte angir den ikke-eksisterende deriverte av "hvis"-betingelsen, som identifiserer de øyeblikk der I(t)=Io. Ettersom uttrykket multipliseres med I(t)-Io, har en forskyvning i den logiske test ingen virkning.

Den deriverte av Ipeak(Io) viser seg å tilveiebringe en meget elegant derivert for PCOns(Io):

Ettersom Vpeak > Vave, sier ligning 7 at PCOns(Io) har et enestående minimum som kan oppnås enten ved å analysere den faktiske strømfordelingen for å finne den verdien av Io der f(Io)= Vave /Vpeak, eller ganske enkelt ved virkelig måling av Ipeak(Io) for å evaluere og minimalisere endringen i Pcons(Io) ved bruk av tilbakekobling for å endre Io.

Det foreligger to trinn i denne kjerneformuleringen av oppfinnelsen.

Det første trinnet vises ved hjelp av den ruteinnrammede delkretsen i figur 4, som viser en måte på hvilken en hurtigvarierende spenning V(t) kan styres for en last som krever en strøm (I(t) med like hurtige endringer. For drift av kretsen antas en styringsspenning CTLy for innstilling av den ønskede spenning. Det er også behov for å innstille strømnivået Io, som sterkt påvirker forsyningskretsens effektivitet.

Det andre trinn i oppfinnelsens kjerne sier hvordan strømnivået Io skal innstilles for å komme frem til en optimal effektivitet av forsyningskretsen. På grunnlag av eksistensen av et globalt optimum uten lokale feller som kun er avhengig av VPeak/Vave og strømfordelingen i det faktiske signalet, er et par tilnærminger attraktive i forskjellige anvendelser: 1. Å analysere den etterspurte strømfordelingen og å finne forholdet Io/lave for optimal effektivitet. Dette kan anvendes som en nivåuavhengig parameter hvis driftseffektnivået endres. Alternativt kan den korrekte Io bli innstilt eksplisitt for

fastnivådrift. Analysen kan utføres teoretisk eller eksperimentelt.

2. Å etablere sanntidsmåling av Ipeak for å evaluere PCOns, som er tilbakekoblingsverdien for justering av Io for å komme frem til en minimum.

Strømmålingsmetoden beskrives ikke i nærmere detalj.

Nærmere angitte implementeringer forslås i de følgende avsnitt.

5. BESKRIVELSE AV DE VEDFØLGENDE TEGNINGER

I de følgende tegninger er,

fig. 1 en blokkskjematisk representasjon av en velkjent Og konvensjonell

radiofrekvenseffektforsterkerkj ede,

fig. 2 er en blokkskjematisk representasjon av en kjent forbedring av en kraftforsyning

for en radiofrekvenseffektforsterker,

fig. 3 er en kurvediagramrepresentasjon for forspenningen for en tidsvarierende

signalamplitude i en radiofrekvensforsterker som vist tildels i figur 2,

fig. 4 er en blokkskjemategning av en grunnleggende oppbygging av en dynamisk

forsyning i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

fig. 5 er en kurvediagramrepresentasjon av kraftforsyningsomsetning,

fig. 6 er en blokkskjematisk representasjon av en konseptuelt enkleste legemliggjøring

av en kraftforsyning i samsvar med oppfinnelsen,

fig. 7 er en blokkskjematisk representasjon av en utstyrseffektiv legemliggjøring av en

kraftforsyning i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

fig. 8 er en blokkskjematisk representasjon av en første selvoptimaliserende legemliggjøring av et kraftforsyningseksempel i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

fig. 9 er en blokkskjematisk representasjon av et sel<y>justerende, selvoptimaliserende legemliggjøringseksempel av en forsyning i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

fig. 10 er en blokkskjematisk representasjon av et grunnleggende strømkildearrangement for en kraftforsyning i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

fig. 11 er en blokkskjematisk representasjon av et prinsipp for en indirektestyrt

strømforsyning for en kraftforsyning i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

fig. 12 er en kretsskjematisk representasjon av et eksempel på en diskret BBA-kretsløsning for en kraftforsyning i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

fig. 13 er en blokkskjematisk representasjon av en grunnleggende bruk av en dynamisk

forsyning i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

fig. 14 er en blokkskjematisk representasjon av en høyeffektforsterker som er forspent ved hjelp av envelopestyring i en kraftforsyning i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

fig. 15 er en blokkskjematisk representasjon av en digital envelopestyring i et legemliggjøringseksempel av en kraftforsyning i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

fig. 16 er en blokkskjematisk representasjon av et høyeffektforsterkerforspennings-arrahgement for skurtrafikk i et legemliggjøringseksempel av foreliggende oppfinnelse, og

fig. 17 er en blokkskjematisk representasjon av et eksempel på en amplitudemodulert høyeffektforsterker ved hjelp av en kraftforsyning i samsvar med foreliggende oppfinnelse.

5.1 En drøfting av lastprofiler og forsyningseffektivitet

Den foreslåtte kraftforsyning er meget energieffektiv hvis fordelingen av lastpunktene gitt ved (V(t),I(t)) over midlingsperioden x passer profilene for effektomsetning i kraftforsyningen.

I prinsippet forekommer omsetningen i forsyningen når lasten krever en strøm som er forskjellig fra Io.

Gitt den faktiske Vpeak, Io og levert spenning V og strøm I, er omsetningen

På grunnlag av denne ligningen kan vi kurvetegne omsatt effekt i forsyningen. Figur 5 viser en kurvetegning der omsetningen er beregnet i forhold til VpeakIo-

Fordelingen av arbeidspunktene for et bestemt tilfelle kan kurvetegnes som et sannsynlighetstetthetskart på det samme planet, som ofte er en trase for I(V). Da vi fritt kan optimalisere verdien Io, kan dette tetthetskartet plasseres på et beleilig sted langs Io-aksen, som gjør det mulig at hoveddelene faller innenfor områder med lav forsyningsomsetning. For laster med positiv resistans, vil et tetthetskart dekke et område som er skråstilt fra nede til venstre til oppe til høyre. Dette er igjen fordelaktig med hensyn til å oppnå en høy effektivitet.

For bestemte HPA-laster har man sett at mer enn 90% av den samlede omsatte effekt leveres hos lasten.

6. ALTERNATIVE LEGEMLIGGJØRINGER AV OPPFINNELSEN

Kjemeoppifnnelsen kan omsettes i operativt utstyr på mange måter. Noen tydelige attraktive sådanne beskrives her i detalj. Andre implementeringer av de prinsipper som angitt over utelukkes ikke.

6.1.1 Den konseptuelt enkleste tilnærming

Den grunnleggende løsningen kan anvendes nærmest uten modifikasjoner. Det er kun nødvendig å angi styringsinnstillingene mer nøyaktig, slik det er vist i figur 6. Den faktiske lasten gjøres her meget abstrakt, som vektlegger at enhver last som har behov for hurtig endring i tilført spenning og strøm kan betjenes. Forsyningen vil levere spenningen som er innstilt ved hjelp av CTLv, begrense til Vpeak, ved enhver strøm opp til et maksimum gitt av Io og kapasiteten til BBA. Reguleringsbåndbredden og den tillatelige strøm- og spenningsvariasjonen er kun avhengig av de data som foreligger for

BBA.

Begge forsyninger kan forandres ved å endre de tilsvarende styringssignalene for å passe til forskjellige langtidsdritfbetingelser. Spenningsstyringen Vpeak innstiller spenningsforsyningen til å tillate levering av maksimalspenningen. Strømstyringen innstilles til å minimalisere effektforbruket.

6.1.2 En drøfting av det som anses å være den teknisk enkleste tilnærming

Hvis spenningsforsyningen også tjener som en kraftkilde for strømforsyningen, kan kretsen modifiseres til å være matet av en fastspenning Vpeak, som kan betraktes som å være eksternt fremstilt. Dette reduserer den unike utrustningen til kun å være strømkilden og forsterkeren, som vist i figur 7. Hurtig spenningsstyring utføres fremdeles ved hjelp av CTLv. Innstillingen av Io opprettholdes for å oppnå optimal effektivitet. Det er verdt å merke seg at dette arrangementet innbyr til en enkel måling av Peons- Den samlede strøm som blir trukket fra Vpeak er proporsjonal med PCOns» som er en gyldig måling for minimalisering.

6.1.3 En drøfting av en rask høyeffektiv kraftforsyning

Den videre drøfting fokuseres på en hurtig høyeffektiv kraftforsyning. Den enkle målingen av Pcons fører til et par forslag for en fullstendig kraftforsyning. Den enkleste tilnærmingen antar et fast midlingstidsrom og gjør bruk av en forhåndsdefinert middelstrømmåling i en tilbakekoblingssløyfe for innstilling av Io. Dette er illustrert i figur 8. Strømmålingsverdien overføres til enheten Io feedback, som kjører en algoritme for å forskyve verdien av Io til den målte strømmen kommer til et minimum. Enhver algoritme som utfører denne funksjonen kan anvendes. Implementeringen må ta hensyn til at målingen av en middelstrøm vil ta noe tid etter en endring av Io. Den lave båndbredden som er nødvendig for innstilling av Io muliggjør rimelige løsninger som antas å være til fordel for digitale løsninger.

6.1.4 En drøfting av det som angår en selvjusterende, hurtig høy-effektiv kraftforsyning

Den forutgående løsningen kan gjøres mer brukervennlig ved å inkludere kretskoblinger for å justere spenningsforsyningen på grunnlag av spissmålingen av CTLv. Prinsippet er vist i figur 9, der CTLv-signalet mates til en programmerbar kraftforsyning. En algoritme må være implementert som innstiller forsyningens utgangsspenning i samsvar med målt spisspenning under tidsrom som i det minste er av en lengde lik midlingstidsrommet x. Implementering av målingen og tilbakekoblingssløyfen kan utføres på enhver beleilig måte, idet det tas hensyn til den realitet at tilbakekoblingssløyfens båndbredde vil være begrenset av målehastigheten og romsligheten for spisspenningen. For anvendeligheten kan denne implementeringen romme innstillinger for midlingstiden og "slew rate" (omstillingstakten), hvor midlingstiden bør gjøres gjeldende for spissmålingen. Omstillingstakten introduseres for å si hvor mye spisspenningen kan øke i løpet av midlingstiden x, og implementeres ved å stille forsyningsspenningen høyt nok til å tillate spissoversving av dette nivået uten klipping.

6.2 Detaljer ved delenhetene

I det følgende drøftes detaljer ved delenhetene. Oppfinnelsen har så langt blitt beskrevet på et svært høyt nivå. Det foreslås implementeringseksempler for noen delenheter, som ikke utelukker at alternative løsninger kan anvendes. Et eksempel på en løsning for strømforsyningen vil nå bli drøftet. Kommersielt tilgjengelige strømforsyninger kan gjøre jobben, men det synes naturlig å skissere en implementering av en strømforsyning på grunnlag av en spenningskilde, ettersom effektive DC-DC-omformerbaserte spenningskilder er helt vanlig. Figur 10 viser en foreslått implementering hvor CTLi er en spenningsreferanse som definerer den strøm som flyter fra forsyningen til lasten. Det lille spenningsfallet over resistansen Rsense anvendes for å måle den faktiske strømmen som flyter fra spenningskilden, og den negative tilbakekoblingskjeden stabiliserer strømmen på den ønskede verdien. Resistansen Rsense bør være så liten som mulig for å unngå effektomsetning. Målenøyaktigheten vil kreve et minimum av spenningsfall, som forventes å gi et neglisjerbart effekttap.

Forsterkerens forsterkning kan være avhengig av responsen til styringsspenning i spenningskilden. Det kan være nødvendig å begrense utgangsområdet på grunnlag av spenningskildekrav. For den videre analysen antas at spenningskilden har en utgangsspenning som er lik styringssignalspenningen, som gjør k til DC-forsterkningen som forbinder CTLi-M til Vi.

Lavpassfilteret må konstrueres for å ta hensyn til lastinduktoren L som begrenser strømmens endringstakt. Ved å anta bruken i den foreliggende kraftforsyningen, vet vi at BBA-innretningen vil virke som en lavimpedanslast, og en dimensjonering av L bli mulig. For det første, for å komme frem til en strømforsyning med rimelig høy impedans på midlingstidsskalaen, må vi sikre at induktansen tilveiebringer høy impedans (Zq) for variasjoner av midlingens tidsstørrelse:

Induktansverdiene kan ikke gjøres vilkårlig høye, så tilnærmingen synes å være mest egnet for et tidsområde som ligger under millisekunder.

Den faktiske sløyfekonstruksjonen antas å gjøres i henhold til etablert kunnskap, og beskrives således ikke her. Hvis spenningsforsyningen muliggjør begrensning av

båndbredden ved hjelp av utgangsinduktoren, vil man ha en bredbåndsstrømforsyning, som viser en høy impedans også for langsomme lastvariasjoner. Hvis forsterkningen G innstilles til å være l/R, vil responsen for strømendringer være nøyaktig lik responsen for endringer i CTLi, som i utgangspunktet holder strømflyten konstant under lastendringer.

Strømkilden i denne formen er egnet for bruk i de implementeringer som er foreslått over i avsnitt 6.1.1 og 6.1.2. For andre anvendelser kan den følgende løsning være et attraktivt alternativ: En indirekte styrt strømforsyning. De implementeringer som er foreslått over i avsnittene 6.1.3 og 6.1.4 gjør antydninger om å omarrangere strømforsyningen til å være styrt ved hjelp av en indirekte måling. En foreslått løsning er vist i figur 11. Strømmålingskretsen anvendes nå for å måle den strøm som er forbrukt i disse implementeringer. Avfølingsresistansen bør være forbundet til Vpeak på den terminal som er betegnet Vi og til lastene på den andre terminalen.

Den algoritmiske lp tilbakekoblings -enheten fra figur 8 og figur 9 har nå blitt flyttet inn i strømforsyningens styringssløyfe. Ettersom detaljer ved strømmålingen ikke er vist, drar man også fordel av den realitet at lavpassfilteret i tilbakekoblingssløyfen kan bli anvendt for å etablere gjennomsnittsmålingen av strømmen, som ble matet til den algoritmiske enheten.

Implementering av denne enheten antas å kunne utføres på mest beleilig måte i det digitale domenet. Dette kan gjøres enkelt på grunnlag av eksisterende teknologi.

Man kan komme frem til en analog løsning som angitt i det følgende. Kostnadseffektivitet krever synergi med den samlede systemløsningen. Bruk en lavamplitudeoscillator for å perturbere Io. Mat perturbasjonen og det målte strømsignalet til en blander. Oscillatorfrekvensen må være lav nok til å motta gyldig måling av strømresponsen. Hvis denne betingelsen oppnås vil man se at blanderutgangen nærmer seg en DC-verdi som representerer den deriverte av strømmen som er gjenstand for oscillatorperturberingen. Oscillatorspenningen antas å være forskjøvet med en DC-spenning som vil være forskjøvet i den motsatte retning av blanderutgangen ved hjelp av en tilbakekoblingssløyfe, som driver strømendringens deriverte mot null. Ettersom det vil være en meget ulineær respons på DC-spenningsendringer (den deriverte nærmer seg null), antas det å være mest effektivt å utføre sløyfekonstruksjonen eksperimentelt. Den optimale effektivitet bør kunne gjenopprettes hurtig etter endringer av arbeidsbetingelsene.

I det følgende drøftes en løsning for en "push-pull" basisbåndforsterker (BBA). "Push-pull"-forsterkere med høy båndbredde og strømgrenser er funnet, men de synes ikke å være vanlige. En alternativ løsning kan være implementert som vist i figur 12, men utelukker ikke bruk av andre alternativer. Bruk at et NPN-PNP-transistorpar med en høyforsterkningsstyringskrets vil generelt gi en nøyaktig spenningsstyring på utgangen. Det er imidlertid et spørsmål når forsterkeren endrer seg fra å levere strøm til å trekke strøm. Som vist i figuren, krever denne endringen at utgangen fra styringsforsterkeren endrer spenningen i betydelig grad, ettersom den må endre seg fra å levere basen til Qs til å trekke basen til Q<j. Dette fører til et overgangsområde som hovedsakelig kan betraktes som en økning av utgangsimpedansen i dette området. Tegningen angir en kapasitans som forbinder CTLv til belastingen. Dette kan være fordelaktig i overgangsområdet, men må avveies med styringskretsens stabilitet og impedansen til kilden for CTLy. Endringene fra å levere til å trekke strøm vil være jevn i mange anvendelsesklasser, som transformerer overgangsspørsmålet til et spørsmål om båndbredde i styringskretsen. Av denne årsak bør båndbredden gjøres så stor som mulig. Nok en gang vil en løsning være basert på eksisterende kunnskap, som muligens innebærer en eller annen form for sløyfefiltrering.

6.3 Anvendelsen før høyeffektivitetsforsterkere

Begrunnelsen for å utvikle denne kraftforsyningsløsningen ligger i behovet for energieffektive forsyninger til forsterkere som arbeider med hurtigvarierende signalnivåer, og de mest relevante anvendelser presenteres her, som sett fra dette perspektiv. Dette utelukker ikke andre anvendelser av oppfinnelsen.

6.3.1 Et eksempel på en grunnleggende konfigurasjon

I det følgende drøftes et eksempel på en grunnleggende konfigurasjon. Den oppstilling som er vist i figur 13 er i utgangspunktet den samme som den som er vist i figur 4, som nettopp har generalisert hvordan forsyningen kan implementeres. Enhver implementasjon kan anvendes. Den viste måten for levering av effekt til en forsterker trenger en grunnleggende tanke bak utviklingen av forsyningen, og antas å ha sin egen verdi.

Forsyningen er i stand til å levere enhver bestilt kombinasjon av strøm og spenning. Med nivåstatistikkene for typiske modulerte RF-signaler og de tilsvarende slektskap mellom spenning og strøm, har man sett svært høy virkningsgrad fra disse forsyningstypene, og anvendelsen eller slike belastninger antas å gi en meget fordelaktig ytelse.

Hvis implementeringen krever innmating for Vpeak og Io, må disse verdiene leveres. Man har vist måter på hvilke man kommer frem til verdiene på grunnlav av å måle lastkrav med tiden.

Hvis en anvendelse vil dra fordel av tidligvarsling av fremtidige parameterverdier, kan de bli innstilt på ekstern måte. Et relevant eksempel kan være skurtrafikk, hvor en slik plan kan bli anvendt for å sette forsyningen i en "sovemodus" mellom skurene.

Bruken av CTLv er vel forklart over, mens CTLi anvendes direkte på den angjeldende forsterkeren. Den normale bruken av CTLi er å innstille forspenningsnivået for transistorens gate (FET) eller base (Bipolar) for å komme frem til den ønskede strømtrekk. Hvis forsterkeren ikke arbeider i klasse A, vil betydningen av CTLi bli redusert, ettersom det faktiske signalnivået vil påvirke strømbehovet. I spesielle tilfeller kan styringen til og med være unødvendig, og innebærer således kun forenklinger av den her foreslåtte løsning. Med integrerte kretser som er egnet for denne type anvendelse, antas det at det vil foreligge en tilsvarende mulighet for å styre strømtrekket.

Tanken bak å endre forsyningen i samsvar med signalnivået betyr at CTLi og tilførselsspenningen avkobles fra båndpassignalet som skal forsterkes som opprettholder en forspenningsstyirngsbåndbredde som er konsistent med behovet for variasjon, som i det vesentligste er gitt av basisbåndets båndbredde. Ettersom man må anta at behovene for strøm og spenning er ulineære funksjoner av signalamplituden, vil det forventes et gitt flertall av basisbåndets båndbredde, sannsynlig minst en faktor på tre. Dette båndbreddekravet er en relevant parameter for push-pull-konstruksjonen som er drøftet over med henvisning til figur 12.

6.3.2 Eksempel på felles kilde for spennings- og strømstyring

Tanken, at det er behov for å justere forspenningen i samsvar med det faktiske signalnivået forklares nærmere i figur 14. Den grunnleggende tilnærming er å anvende det faktiske modulerte signalet for å få en verdi for signalnivået. Denne vil igjen være en inngang til de faktiske styringsfunksjonene for spenning og strøm til HPA for dette signalnivået.

Alt dette utføres på basisbåndtakten, og det er svært viktig å innrette i tid det faktiske signalet og de tilsvarende forspenningsinnstillinger. Ettersom forspenningsinnstillingene antas å være gitt samtidig, og krever en eller annen prosesseirngstype for å ankomme, innføres en forsinkelse i signalveien. Denne må være nøyaktig avtemt for å sikre at forspenningsinnstillinger gjøres gjeldende for det korrekte signalnivået.

Hvis implementeringen utføres i det analoge domenet, i de tanker som er beskrevet av Siemens, som angitt i figur 2, en velkjent plattform for implementeringen. Signalnivået må være fastlagt ved hjelp av avføling av noe av signalet og ved bruk av en detektor med tilstrekkelig båndbredde for å vise envelopevariasjonene. Dette må innmates til to analogkretser som er i stand til å gi tilnærmet de responsfunksjoner som ønskes for spenning og strøm. Disse responsene må igjen mates til de tilsvarende

styringsinnganger CTLV og CTLi. Selve signalet kan forsinkes tilsvarende ved hjelp av f.eks. en forsinkelseslinje.

Denne tilnærmingen synes å være ganske tungvinn. Her foreslås ingen detaljert

implementering.

6.3.3 Anvendelse basert på digitalfremstilling av styringsspenningene

Det tidligere avsnitt viser i utgangspunktet de funksjoner som er nødvendig også i

digitalbasert anvendelse. Hovedforskjellen mellom de to tilnærminger er sannsynligvis implementeringens pris og fleksibilitet.

Anta at vi mottar fullstendig prosesserte kvadraturkomponenter for signalet, kalt Ai og

aQ, og at summen av deres kvadrater dannes, som gir oss signalet til

forspenningsfunksjonene. Kvadratroten av summen kan være unødvendig, ettersom den kan integreres i den ulineære funksjonsfremstillingen. Dette er vist for klarheten.

Det eneste som skal utføres med selve signalet på dets vei til forsterkeren er modulasjon

og passende tidsinnretting. Gitt av valg, kan tidsinnrettingen komme før eller etter modulasjonsprosessen, og det er et spørsmål om å velge hvorvidt modulasjonen utføres i sin helhet i det digitale domene eller ved hjelp av en analog kvadraturmodulator og mulig oppomforming i frekvens.

Den digitale løsningen for tidsinnrettingen gir muligheten for finjustering (eller sanntidsjustering) uten utstyrsmodifikasjoner. Ettersom denne justering er meget viktig,

antas dette å innebære en stor fordel. DSP-løsningene for en slik innretting er i utgangspunktet kjent.

6.3.4 Legemliggjøring egnet for skurtrafikk

Den utvidelse som er nødvendig for å håndtere skurtrafikk er i utgangspunktet gitt ved å

ta eksplisitt kontroll over Vpeaij og muligens Io. Hvis Io styres fra utsiden, betyr dette at kun de kraftforsyningsimplementeringer som er foreslått over i 6.1.1 og 6.1.2 er

aktuelle. Hvis ikke kan løsningen som er forelått over i 0 også anvendes. Dette valget er attraktivt hvis strømoptimaliseringssløyfens båndbredde er tilstrekkelig høy.

På grunnlag av kravene om skurtransienter, vil det foreligge minstetidsstyringskrav for forspenningseffekten, og dette minstekravet er at tilstrekkelig spenning er tilgjengelig. Den logiske blokken øverst til venstre i figur 16 styres fra "Burst Control"-signalet, som ankommer fra trafikkstyringssystemet. Signaler bærer informasjon om det planlagte effektnivået for den skur som skal komme, og ankommer ved en forhåndsdefinert tid før skuren sendes. Når den er utløst fremstilles en økning i Vpeak, som er tilstrekkelig til å tilføre forsterkeren den angitte effekten.

Hvis BBA-forsterkerens kapasitet tillater levering av tilstrekkelig strøm samtidig med effektivitetsoptimalisering, er det ikke behov for noen ytterligere styring. Det antas at effektivitet kan oppnås ved å ha eksplisitt innstilling av Io, ettersom den faktiske etterspørselen for spenning og strøm fremstilles av skuren selv. Dette betyr i realiteten at hvis man innstiller en optimal strøm for den skur som skal komme, vil den hovedsakelig bli levert ved en null-spenning inntil skuren ankommer, og således ikke forbruke effekt. Under skuren vil man således ha en optimal strøm. På slutten av skuren vil det tilsvarende hende: Strømkilden vil levere en neglisjerbar spenning, mens spenningskilden ikke vil levere strøm. Derfor kan Vpeak- og Io-parametrene umiddelbart bli innstilt til null.

Hvis skursenderens arbeidsperiode er meget lav, eller den er i en "lytte"-modus, kan den foreslåtte regulering av forsyningen fremdeles gi verdifull reduksjon av effektforbruket.

Viktigere er at meldingen om den planlagte nivåstyringen må bli anvendt for å lese av den faktiske Vpeak for å støtte det sendte signalet, og den optimale Io som skal innstilles for optimal effektivitet. Denne mekanismen sikrer en skur-til-skur-optimalisert kraftforsyningsvirkningsgrad.

6.4 Anvendelser av oppfinnelsen for tilførselsdreven modulasjon av

forsterkerutgangsnivået

En naturlig utvidelse av anvendelsesområdene for en slik kraftforsyning innbefatter bruken for modulasjon av forsterkerutgangsnivået. I enkelte radioarkitekturer kan et utsendt signal bli bygget opp ved å fremstille et konstantnivå, fasemodulert signal som blir amplitudemodulert i effektforsterkeren ved hjelp av å variere forspenningstilføfselen, typisk slik som det som er vist i figur 17. Det er nødvendig å sikre korrekt innretting av de to bidragene til modulasjonen, ved å ta hensyn til de modulerende enheters responsfunksjoner. Denne oppgave håndteres naturlig nok fra et digitalt modem.

De aktuelle forsterkerne kan være av enhver ønsket konstruksjon så lenge utgangsnivået kan styres ved hjelp av den påtrykte tilførselsspenningen. Oppfinnelsens kjerne muliggjør en meget energieffektiv sendekjede ettersom man under enhver omstendighet har behov for en frekvenskilde. Modulering av fasen på denne kilden muliggjør bruken av forsterkere av høyere klasse til det siste trinnet, som sikrer så langt en maksimal virkningsgrad for tilføyd effekt. Ettersom forsterkere i høyere klasser er egnet for amplitudemodulasjon, lover dette en høy virkningsgrad for hele sendekjeden.

Claims

1. Elektronisk kraftforsyningskrets for en ultrahøyfrekvensradioforsterker eller mikrobølgefrekvensradioforsterker for forsterkning av et radiofrekvenssignal med en høyfrekvent effektvariasjon, hvilken kraftforsyning har en utgang for tilkobling til en kraftforsyningsinngang hos radiofrekvenseffektforsterkeren, karakterisert ved at kraftforsyningen innbefatter: en styrbar spenningsforsyning med en spenningsutgang og en styringsinngang og innbefattende en seriekrets av minst to strømbegrensende elektroniske lineærinnretninger med en konduktivitet som er styrbar ved en takt som i det minste svarer til den høyfrekvente effektvairasjonens variasjonstakt, hvilken seriekrets er innrettet til å forbindes til en hovedsakelig konstantspenningskilde, hvilken spenningsutgang er på et punkt i seriekretsen som befinner seg mellom to av de minst to elektronisk lineære innretninger, hvilken styringsinngang er anordnet til å kunne forbindes til en styringsinnretning for å styre en spenning på spenningsutgangen i samsvar med effektvairasjonen, anordning for å kvantifisere elektrisk effekt omsatt av de minst to elektronisk lineære innretninger, og styrbar strømforsyning med lav elektrisk effektomsetning og forbundet med utgangen, hvilken styrbare strømforsyning har en styringsinngang forbundet med en utgang fra anordningen for å kvantifisere elektrisk effekt omsatt av de elektroniske lineære innretningene og er styrbar ved en takt som er vesentlig mindre enn den høyfrekvente effektvairasjonens variasjonstakt, hvorved samlet elektrisk effekt omsatt av kraftforsyningskretsen når den er i drift kan minimaliseres ved å styre strøm levert av strømforsyningen til en størrelse ved hvilken elektrisk effekt omsatt i de minst to lineære elektroniske innretningene er ved et minimum.

2. Kraftforsyning som angitt i krav 1, hvor strømmen levert av den styrbare strømforsyningen er en hovedsakelig konstantstrøm når den blir observert ved en radiofrekvens for radiofrekvenssignalet og/eller høyfrekvenshyppigheten for den høyfrekvente effektvairasjonen.

3. Kraftforsyning som angitt i krav 1 eller 2, hvor styringsanordningen er anordnet til å styre spenningen på spenningsutgangen proporsjonalt i samsvar med effektvairasjonen.

4. Kraftforsyning som angitt i krav 1,2 eller 3, hvor de minst to strømbegrensende elektroniske lineære innretningene er valgt fra en gruppe som innbefatter en bipolar halvledertypeinnretning, en FET-halvledertypeinnretning og en vakuumrørtypeinnretning.

5. Kraftforsyning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, hvor seriekretsen av de minst to elektroniske lineære innretningene og en del av styringsanordningen innbefatter et push-pull-kretsarrangement.

6. Kraftforsyning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, hvor effektforsterkeren har en forsterkerstyringsinngang for å innstille effektforsterkerstrømtrekk, hvilken forsterkerstyringsinngang er anordnet i kommunikasjon med en anordning for levering av et styringssignal som er representativt for den høyfrekventhyppige effektvairasjonen.

7. Kraftforsyning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, hvor anordningen for å kvantifisere elektrisk effekt omsatt av de minst to elektroniske lineære innretningene arbeider på grunnlag av en utgang ved en anordning for å avføle omsatt effekt.

8. Kraftforsyning som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til og med 7, hvor anordningen for å kvantifisere elektrisk effekt omsatt av de minst to elektroniske lineære innretningene innbefatter anordning for å avføle den omsatte effekten.

9. Kraftforsyning som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til og med 7, hvor anordningen for å kvantifisere elektrisk effekt omsatt av de minst to elektroniske lineære innretningene arbeider på grunnlag av spenningen på spenningsutgangen, en strøm levert fra utgangen til forsterkeren og en strøm levert av den styrbare strømforsyningen.

10. Kraftforsyning som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til og med 7, hvor anordningen for å kvantifisere elektrisk effekt omsatt av de minst to elektroniske lineære innretningene arbeider på grunnlag av en forutbestemt gruppe driftsparametere opprettholdt i en minneinnretning.

11. Fremgangsmåte for effekttilførsel til en ultrahøyradiofrekvenseffektforsterker eller en mikrobølgeradiofrekvenseffektforsterker for forsterkning av et radiofrekvenssignal med en høyfrekvent effektvariasjon, ved bruk av en kraftforsyning med en utgang anordnet for tilkobling til en kraftforsyningsinngang hos radiofrekvenseffektforsterkeren, karakterisert ved at fremgangsmåten innbefatter: å levere til utgangen en spenning ved hjelp av en styrbar spenningsforsyning med en spenningsutgang og en styringsinngang og som innbefatter en seriekrets av minst to strømbegrensende elektroniske lineære innretninger med en konduktivitet som er styrbar ved en takt som svarer til i det minste den høyfrekvente effektvairasjonens vairasjonstakt, hvilken seriekrets er innrettet til å forbindes med en hovedsakelig konstantspenningskilde, hvilken spenningsutgang er på et punkt i seriekretsen som befinner seg mellom to av de minst to elektroniske lineære innretningene, hvilken styringsinngang er anordnet til å forbindes med en styringsanordning for å styre en spenning på spenningsutgangen i samsvar med den høyfrekvente effektvairasjonen, å kvantifisere elektrisk effekt omsatt i de minst to elektroniske lineære innretningene, og å levere til utgangen en strøm ved hjelp av en styrbar sfrømforsyning med lav elektrisk effektomsetning og forbundet til utgangen, hvilken styrbare strømforsyning har en styringsinngang i kommunikasjon med en utgang fra anordningen for å kvantifisere elektrisk effekt omsatt i de elektroniske lineære innretningene og er styrbar ved en takt som er vesentlig mindre enn den høyfrekvente effektvairasjonens variasjonstakt, hvorved samlet effekt omsatt av kraftforsyningskretsen når den er i drift kan minimaliseres ved å styre strøm levert fra strømforsyningen til en verdi ved hvilken elektrisk effekt omsatt i de minst to elektroniske lineære innretningene er ved et minimum.

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, hvor strømmen levert av den styrbare strømforsyningen er en hovedsakelig konstantstrøm når den observeres ved en radiofrekvens hos radiofrekvenssignalet og/eller høyfrekvenstakten til den høyfrekvente effektvariasj onen.

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 11 eller 12, hvor styringsinnretningen er anordnet til å styre spenningen på spenningsutgangen proporsjonalt i samsvar med den høyfrekvente effektvariasj onen.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 11,12 eller 13, hvor de minst to strømbegrensende elektroniske lineære innretningene er valgt fra en gruppe som innbefatter en bipolar halvledertypeinnretning, en FET halvledertypeinnretning og en vakuumrørtypeinnretning.

15. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 11 til og med 14, hvor seriekretsen av de to minst to elektroniske lineære innretningene og en del av styringsanordningen innbefatter et push-pull-kretsarrangement.

16. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 11 til og med 15, hvor effektforsterkeren har en forsterkerstyringsinngang for å innstille effektforsterkerstrømtrekk, hvilken forsterkerstyringsinngang er i kommunikasjon med en anordning for å levere et styringssignal som er representativt for den høyfrekvente effektvairasj onen.

17. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 11 til og med 16, hvor anordningen for å kvantifisere elektrisk effekt omsatt av de minst to elektroniske lineære innretningene arbeider på grunnlag av en utgang fra en anordning for avføling av omsatt effekt.

18. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 11 til og med 17, hvor anordningen for å kvantifisere elektrisk effekt omsatt av de minst to elektroniske lineære innretningene innbefatter anordning for å avføle den omsatte effekten.

19. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 11 til og med 17, hvor anordningen for å kvantifisere elektrisk effekt omsatt av de minst to elektroniske lineære innretningene arbeider på grunnlag av spenningen på spenningsutgangen, en strøm levert fra utgangen til forsterkeren og en strøm levert fra den styrbare strømforsyningen.

20. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 11 til og 17, hvor anordningen for å kvantifisere elektrisk effekt omsatt av de minst to elektroniske lineære inmetningene arbeider på grunnlag av en forutbestemt samling av driftsparametere opprettholdt i en minneinnretning.

21. Fremgangsmåte for å anordne en kraftforsyning for å levere kraft til en ultrahøyradiofrekvenseffektforsterker eller mikrobølgeradiofrekvenseffektforsterker for forsterkning av et radiofrekvenssignal med en høyfrekvent effektvariasjon, hvilken kraftforsyning har en utgang for tilkobling til en kraftforsyningsinngang hos radiofrekvenseffektforsterkeren, karakterisert ved at fremgangsmåten innbefatter: å tilveiebringe en styrbar spenningsforsyning med en spenningsutgang og en styringsinngang og innbefattende en seriekrets av minst to strømbegrensende elektroniske lineære innretninger med en konduktivitet som er styrbar ved en takt som svarer til den høyfrekvente effektvairasjonens variasjonstakt, hvilken seriekrets er anordnet til å forbindes med en hovedsakelig konstantstrømkilde, hvilken spenningsinngang er på et punkt i seriekretsen som befinner seg mellom to av de minst to elektroniske lineære innretningene, hvilken styringsinngang er anordnet til forbindelse med en styringsanordning for å styre en spenning på spenningsutgangen i samsvar med den høyfrekvent effektvairasjonen, å tilveiebringe en anordning for å kvantifisere elektrisk effekt omsatt i de minst to elektroniske lineære innretningene, å tilveiebringe en styrbar kraftforsyning med lav elektrisk effektomsetning og forbundet med utgangen, hvilken styrbar strømforsyning har en styringsinngang i kommunikasjon med en utgang hos anordningen for å kvantifisere elektrisk effekt omsatt i de elektroniske lineære innretningene og er styrbar ved en takt som er vesentlig mindre enn den høyfrekvente effektvariasjonens variasjonstakt, hvorved samlet elektrisk effekt omsatt av kraftforsyningskretsen når den er i drift kan minimaliseres ved å styre strømmen levert av strømforsyningen til en verdi ved hvilken elektrisk effekt omsatt i de minst to elektroniske lineære innretningene er ved et minimum.

22. Fremgangsmåte som angitt i krav 21, hvor strømmen levert av den styrbare strømforsyningen er en hovedsakelig konstantstrøm når den er observert ved en radiofrekvens hos radiofrekvenssignalet og/eller den høyfrekvente effektvairasjonens variasjonstakt.

23. Fremgangsmåte som angitt i krav 21 eller 22, hvor syringsanordningen er anordnet for å styre spenningen på spenningsutgangen proporsjonalt i samsvar med den høyfrekvente effektvariasjonen.

24. Fremgangsmåte som angitt i krav 21,22 eller 23, hvor de minst to strømbegrensende elektroniske lineære innretningene er valgt fra en gruppe som innbefatter en bipolar halvledertypeinnretning, en FET halvledertypeinnretning og en vakuurnrør-typeinnretning.

25. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 21 til og med 24, hvor seriekretsen av minst to elektroniske lineære innretninger og en del av styringsanordningen utgjør et push-pull-kretsarrangement.

26. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 21 til og med 25, hvor kraftforsyningen har en forsterkerstyringsinngang for å innstille effektforsterkerstrømtrekk, hvilken forsterkerstyringsinngang er forbundet med en anordning for å levere et styringssignal som er representativt for den høyfrekvente effektvairasj onen.

27. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 21 til og med 26, hvor anordningen for å kvantifisere elektrisk effekt omsatt av de minst to elektroniske lineære innretningene arbeider på grunnlag av en utgang fra en anordning for å avføle omsatt effekt.

28. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 21 til og med 27, hvor anordningen for å kvantifisere elektrisk effekt omsatt av de minst to elektroniske lineære innretningene innbefatter anordning for å avføle den omsatte effekten.

29. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 21 til og med 27, hvor anordningen for å kvantifisere elektrisk effekt omsatt av de minst to elektroniske lineære innretningene arbeider på grunnlag av spenningen på spenningsutgangen, en strøm levert fra utgangen til forsterkeren og en strøm levert av den styrbare strømforsyningen.

30. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 21 til og med 27, hvor anordningen for å kvantifisere elektrisk effekt omsatt av de minst to elektroniske lineære innretningene arbeider på grunnlag av en forutbestemt samling av driftsparametere opprettholdt i en minneretning.